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基于改进YOLOv8模型的巡检机器人目标检测方法研究

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医疗卫生装备 2024年第3期45卷 1-8页

作者：殷北辰王子健程智徐新喜军事科学院系统工程研究院天津300161

目的:针对巡检机器人对指针式仪表识别准确率不够高、对被遮挡仪表识别效果较差的问题,提出一种基于改进YOLOv8模型的巡检机器人目标检测方法。方法:首先,以YOLOv8n模型作为基础目标检测模型,在此基础上引入坐标注意力机制,加强模型对... 详细信息

目的:针对巡检机器人对指针式仪表识别准确率不够高、对被遮挡仪表识别效果较差的问题,提出一种基于改进YOLOv8模型的巡检机器人目标检测方法。方法:首先,以YOLOv8n模型作为基础目标检测模型,在此基础上引入坐标注意力机制,加强模型对输入数据的空间结构理解;其次,将损失函数由完整交并比(complete IoU,CIoU)损失函数替换为高效交并比(efficient IoU,EIoU)损失函数,加快模型检测框的收敛速度;最后,采用柔性非极大值抑制(soft non-maximum suppression,Soft-NMS)函数替代传统的非极大值抑制(non-maximum suppression,NMS)函数,以更加平滑地抑制冗余的边界框,进一步提高检测的准确率。为验证改进模型对检测目标的识别效果,将YOLOv8n模型与改进后的YOLOv8模型(YOLOv8nxt模型)进行对比。结果:与YOLOv8n模型相比,YOLOv8nxt模型的位置损失值降低了1.3%,mAP_0.5:0.95提高了1.7%,检测准确率提高了0.87%,模型大小仅为6.2 M,检测时间仅增加了0.2 ms。结论:基于改进YOLOv8模型的巡检机器人目标检测方法提升了巡检机器人在运动过程中对仪表的识别精度和速度,能有效解决巡检机器人在目标检测阶段存在的问题。

关键词： YOLOv8模型巡检机器人目标检测注意力机制

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索福克勒斯《厄勒克特拉》中的时间与灵魂

国外文学 2024年第1期 95-106页

作者：邢北辰中国人民大学文学院

索福克勒斯的《厄勒克特拉》没有直接提及弑母行为可能带来的任何可怕后果,相反,剧作家借助特定的语词结构表现了强烈的反讽性。两种不同概念的“时间”成为反讽的线索:时间(chronos)的隐喻表现了厄勒克特拉灵魂的困顿状态,阿伽门农之... 详细信息

索福克勒斯的《厄勒克特拉》没有直接提及弑母行为可能带来的任何可怕后果,相反,剧作家借助特定的语词结构表现了强烈的反讽性。两种不同概念的“时间”成为反讽的线索:时间(chronos)的隐喻表现了厄勒克特拉灵魂的困顿状态,阿伽门农之死的一系列后果令她渴求实践正义的实现而无法解脱;奥瑞斯忒斯强调行动的“时机”(kairos),然而在他对这一概念的依赖和窄化中,复仇可能引发的一切代价都未曾考量。奥瑞斯忒斯非但没有缓解,反倒助长了厄勒克特拉的狂热。最终,当复仇残酷地完成时,奥瑞斯忒斯建立起的全新正义标准是可疑的,厄勒克特拉的灵魂也依旧未从过度强烈的情感循环中解脱,因而无力面对神义与人义之间的鸿沟。这可能是《厄勒克特拉》最复杂的悲剧性之所在。

关键词：索福克勒斯古希腊悲剧厄勒克特拉时间灵魂

数字技术、权力失衡与全球南方产业发展的困境

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外交评论（外交学院学报） 2024年第3期41卷 80-103,I0004,I0005页

作者：秦北辰清华大学国际与地区研究院北京100084 马尼拉雅典耀大学社会科学学院

如何在数字技术迅速进步的背景下推进产业发展,是全球南方国家经济现代化进程中的核心议题。现有研究大多关注数字技术对生产与组织方式的影响,尚未系统论及生产活动背后的权力关系。事实上,近年来的技术变革加剧了跨国分工生产中的权... 详细信息

如何在数字技术迅速进步的背景下推进产业发展,是全球南方国家经济现代化进程中的核心议题。现有研究大多关注数字技术对生产与组织方式的影响,尚未系统论及生产活动背后的权力关系。事实上,近年来的技术变革加剧了跨国分工生产中的权力失衡,进而给全球南方的产业发展带来了新的困境。数字技术的进步显著加强了知识产权、商标、数据等无形资产在生产中的重要性,在现有的国际制度环境中不对称地提升了发达国家跨国企业的权力。在此背景下,跨国分工生产日渐出现三个壁垒分明且利润水平差距极大的层次,而全球南方国家的企业乃至政府很难获得足够的资源与机会向上升级,极有可能长期困于附加值最低的层次。在国际发展治理改革缺位的情况下,全球南方难以全面摆脱困境,但一些南方国家仍能通过扩展与中国的发展合作获得更大的生产规模、更多的升级机会与更高的利润空间。

关键词：数字技术产业发展第四次工业革命人工智能全球南方

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中国第40次南极科学考察简报

极地研究 2024年第3期36卷 496-497页

作者：张北辰中国极地研究中心(中国极地研究所) 上海200129

2023/2024年度实施的中国第40次南极科学考察围绕南极重点海域对气候变化的响应和影响等重大科学问题,执行“五海五站”科学考察任务。考察队暨“雪龙”号、“雪龙2”号考察船于2023年11月1日从上海出发,2024年4月上旬返回国内。考察队... 详细信息

2023/2024年度实施的中国第40次南极科学考察围绕南极重点海域对气候变化的响应和影响等重大科学问题,执行“五海五站”科学考察任务。考察队暨“雪龙”号、“雪龙2”号考察船于2023年11月1日从上海出发,2024年4月上旬返回国内。考察队下设15个站、船、队,由来自80余家单位的460余人组成。

关键词：南极科学考察重大科学问题考察队

面向存算一体智能芯片的目标检测原型系统设计

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面向存算一体智能芯片的目标检测原型系统设计

作者：卢北辰北方工业大学

学位级别：硕士

随着新一轮科技革命与产业升级的不断推进,人工智能与深度学习的广泛应用,智能物联网终端得到了更高层次的发展。然而,为搭载数据计算密集型分布的神经网络,边缘端设备面临呈指数增长的数据处理压力,如何有效解决算力问题迫在眉睫。同时... 详细信息

随着新一轮科技革命与产业升级的不断推进,人工智能与深度学习的广泛应用,智能物联网终端得到了更高层次的发展。然而,为搭载数据计算密集型分布的神经网络,边缘端设备面临呈指数增长的数据处理压力,如何有效解决算力问题迫在眉睫。同时,传统的冯·诺依曼架构在进行海量数据处理时,“功耗墙”与“存储墙”问题日益尖锐,亟待一种全新的计算存储体系来解决这些难题。本文为在资源极度受限的边缘端设备实现智能感知任务,以面向存算一体智能芯片的目标检测原型系统为重点进行了研究。本文的主要研究工作如下:1.在保证准确率的前提下,针对Yolo V3-tiny目标检测算法和Res Net18神经网络进行了优化,替换、剔除硬件电路不易实现的组成部分,精简网络结构。采用训练中量化的方法,合并参数训练,压缩数据位宽,减少参数量,基于人车两类数据集下达到64.05%的m AP(mean Average Precision)。2.提出了一种基于SRAM的可实现乘累加运算的存内计算单元,实现存储器与计算器的合二为一。使用Verilog建模进行对其的逻辑实现,避免模拟电路误差大、数模混合电路仿真耗时长的问题,便于之后原型验证时能够与Python算法建模的准确率相匹配。3.为进一步降低功耗,在进行神经网络加速器设计时,根据每个神经网络卷积层中特征图的尺寸需要,设置最小单元并采用按需开启模块的数据计算模式。采用了多个存算阵列交替使用的方式,一次性将全部卷积核存储到这些存算阵列内,避免频繁的数据刷新,提高了神经网络加速器的运算速率。4.基于FPGA验证平台,将所设计的神经网络加速器连接到MCU上,通过预先编写的指令,操控神经网络加速器完成神经网络的前向推理,并将结果反馈回MCU继续完成全部目标检测算法,得到被检测目标的锚框坐标,实现对面向存算一体智能芯片的目标检测原型系统的全部验证,得到0.035秒/帧的运算速度和46.3GOPs/W的能效比。为传统冯·诺依曼架构在处理智能感知任务时所遇到的“存储墙”与“功耗墙”问题提供了更佳能效比的解决方案。

关键词：存内计算数字集成电路设计目标检测卷积神经网络 ResNet18

全球价值链背景下的产业发展政策——以东亚地区电子产业为例

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当代亚太 2024年第1期 132-160,164页

作者：秦北辰石有为清华大学国际与地区研究院北京大学前沿交叉学科研究院

政府主导的工业化曾是部分东亚经济体实现经济赶超的重要途径,但在全球价值链带来的变化之下,类似的产业政策是否仍然适用却并无共识。现有文献尚未将经典产业政策研究与全球价值链现实系统地结合起来,而阻碍这种结合的关键是无法适应... 详细信息

政府主导的工业化曾是部分东亚经济体实现经济赶超的重要途径,但在全球价值链带来的变化之下,类似的产业政策是否仍然适用却并无共识。现有文献尚未将经典产业政策研究与全球价值链现实系统地结合起来,而阻碍这种结合的关键是无法适应全球分工格局的传统产业政策分类框架。文章建立了一个新的产业政策分类框架,据此讨论了韩国、台湾地区和新加坡曾采用的产业政策在全球价值链背景下的重要性与可行性,进而以较早出现深度国际分工的东亚电子产业为例对假设进行验证。结果显示,在全球价值链时代,上述经济体赖以成功的自主式政策(利用外来投资与国际市场增强本土竞争力)仍是后发国家产业持续发展的前提条件;然而,随着跨国企业转移技术的激励大为下降而设置壁垒的能力显著上升,自主式政策需要更大规模、更长视角的资源投入才有可能成功。展望未来,数字技术与大国竞争带来了新的挑战,而中国有潜力成为后发国家产业发展的助力者。

关键词：产业发展全球价值链电子产业东南亚经济

基于无监督学习的工业互联网时序数据事件检测

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计算机集成制造系统 2024年第8期30卷 2644-2651页

作者：崔博文卢北辰金涛王建民清华大学软件学院北京100084

为了在不依赖事件标签的前提下对时间序列数据进行事件检测,提出一种基于概率模型的无监督时间序列数据事件抽取算法,该算法在广义似然比(GLR)算法的基础上,通过预先筛选和分组投票的策略,使得算法的事件抽取效率与抽取结果的准确程度... 详细信息

为了在不依赖事件标签的前提下对时间序列数据进行事件检测,提出一种基于概率模型的无监督时间序列数据事件抽取算法,该算法在广义似然比(GLR)算法的基础上,通过预先筛选和分组投票的策略,使得算法的事件抽取效率与抽取结果的准确程度都得到了一定的提升。此外,还提出了一种基于分裂式层次聚类的时序数据聚类算法,该算法将自上而下的分裂式层次聚类与NME算法相结合,在自适应估计结果类簇数量的前提下达到了较高的准确度。

关键词：事件检测时间序列无监督学习过程挖掘

基于非线性建模与拟合的永磁同步电机转子初始位置精确估计方法

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电机与控制学报 2024年第2期28卷 142-151页

作者：姚培煜冯国栋吴轩彭卫文丁北辰中山大学智能工程学院广东深圳518107 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 中山大学先进制造学院广东深圳518107

针对永磁同步电机转子初始位置估计的精度与收敛速度受限问题,提出一种基于高频信号注入的非线性建模与拟合实现的初始位置估计方法。首先,建立初始位置与高频信号响应的关联模型,表明高频响应可用于直接计算初始位置,但直接计算结果在... 详细信息

针对永磁同步电机转子初始位置估计的精度与收敛速度受限问题,提出一种基于高频信号注入的非线性建模与拟合实现的初始位置估计方法。首先,建立初始位置与高频信号响应的关联模型,表明高频响应可用于直接计算初始位置,但直接计算结果在大部分转子位置易受测量噪声的影响。为此,提出基于多项式模型建立位置估计非线性模型,选取合适的模型参数,利用少量测试点拟合该模型,即可实现初始位置的快速精确估计,有效提高了估计精度与系统抗干扰能力。实验与仿真结果表明,相比现有方法,提出的方法易于实现,无需复杂滤波器与观测器设计,仅需要选取少量测试点即可快速估计精确转子初始位置,在保证估计精度的同时改进了传统估计方法收敛速度慢问题。

关键词：永磁同步电机高频信号注入转子初始位置估计多项式模型非线性模型

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基于交直轴电感关联和机械参数的PMSM参数辨识

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华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：杨路鹏韩瑜丁北辰冯国栋中山大学智能工程学院中山大学先进制造学院

针对永磁同步电机控制中复杂的非线性多参数问题，提出了一种考虑机械参数和交直轴电感相关性的多参数精确辨识方法．首先，根据三相定子坐标系下的电感关系，建立交直轴电感的关联模型，结合电机电压、机械模型，估计阻尼系数和直流偏... 详细信息

针对永磁同步电机控制中复杂的非线性多参数问题，提出了一种考虑机械参数和交直轴电感相关性的多参数精确辨识方法．首先，根据三相定子坐标系下的电感关系，建立交直轴电感的关联模型，结合电机电压、机械模型，估计阻尼系数和直流偏置导致的转矩误差．然后，建立考虑机械参数的相关电感非线性估计模型并利用最小二乘辨识参数．提出的方法考虑电感相关性并结合了机械模型，提高了永磁同步电机多参数辨识的精度．最后，通过实验验证和对比验证了提出方法的有效性．

关键词：多参数磁饱和机械参数相关电感模型最小二乘法